人类血液生成心脏类器官的制备及其样本处理，用于高级成像技术

《Nature Protocols》：Production of human blood-generating heart-forming organoids and sample preparation for advanced imaging

人多能干细胞分化心脏造血器官oid的14天生成协议及快速激光显微成像方法。通过Matrigel包埋和WNT通路调控结合细胞因子组合，实现多组织协同发育。支持不同hPS细胞系应用，可检测活细胞形态、免疫荧光及基因表达。优化了大型器官oid（＞4mm）的制备和显微成像效率。

　　

摘要

由人类多能干细胞（hPS细胞）衍生的具有造血功能的心脏形成类器官（BG-HFOs）是一种结构高度有序的体外模型，能够再现人类心脏、血管内皮细胞以及多阶段造血系统的共同发育过程。该模型为人类发育机制的研究提供了新的见解，并成为疾病建模、药物测试及其他先进体外实验的强大工具。本文详细介绍了生成BG-HFOs的14天实验方案：包括将hPS细胞聚集体嵌入Matrigel培养基中，通过调节WNT信号通路来引导细胞分化，并添加促进血管内皮细胞生成和成熟的细胞因子混合物。该方案具有较好的普适性，适用于多种hPS细胞系。可以通过活细胞成像、整体组织免疫荧光（IF）染色、流式细胞术和基因表达分析等技术来评估BG-HFOs中多种组织的正确形成与结构特征。高效生成BG-HFOs需要具备hPS细胞培养经验，同时还需熟练管理多种促进细胞生长的因子和小分子物质。此外，我们还提出了一种简单且可扩展的样本制备方法，利用常规实验室设备通过激光显微镜有效观察BG-HFOs的形态结构。虽然该方案要求具备处理危险化学品的基本技能以及一定的免疫荧光染色和激光显微镜操作经验，但我们的方法能够快速（仅需2.5天）完成大型类器官（直径可达4毫米）的整体组织免疫荧光染色与透明化处理，这些类器官由具有不同物理特性的多种组织构成。这一工作流程有助于推动激光显微镜技术的快速应用，从而解决该领域面临的关键难题。